第27講物質(zhì)的制備與性質(zhì)實驗

公考綱考情

i.掌握常見氣體的實驗室制法(包括所用試劑、反應(yīng)原理、儀器和收集方法)。

2.識別典型的實驗儀器裝置圖。

3.以上各部分知識與技能的綜合應(yīng)用。

【核心素養(yǎng)分析】

1.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：能根據(jù)題給信息，明確探究實驗的目的和原理，設(shè)計實驗方案，進行實驗探究,

分析解決實驗中出現(xiàn)的問題，得出正確的實驗結(jié)論。

2.證據(jù)推理與模型認知：從實驗的本質(zhì)對實驗題進行分類建模。能運用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，依據(jù)答題模

板快速準(zhǔn)確地回答問題。

內(nèi)考點梳理

知識點一氣體的制備和收集

1.常見氣體的實驗室制法

(1)O2的實驗室制法

MnO2.

2KCIO3^=2KC1+3O2

「固+固氣體

2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O21裝置一

一原理

婁型固+液一氣體

2H2O2=2H2O+O21L

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2T」

排水法「將帶火星的木條

】收集驗滿

一放在集氣瓶口，

向上排空氣法丁方法方法

若復(fù)燃證明已滿

Lo2

(2)CO2的實驗室制法

CaCO+2HCl^=裝置

3——原理耋最一固+液氣體

CaCl2+H2O+CO21

向上排空氣法一震凈化—用飽和NaHC03溶液

方法除去HC1

驗滿方法

將燃著的小木條

放在瓶口，若熄滅,

證明已滿

co2

(3)H2的實驗室制法

一原理Zn+H2SO4^=ZnSO4+H2]

一裝置類型固+液一＞氣體

1-收集方法向下排空氣法或排水法

(4)NH3的實驗室制法

—原理2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3f+2H2O

o—裝置類型固+固一△/氣體

把尸一收集方法向下排空氣法

濕潤的紅色石蕊試紙

—檢驗

蘸濃鹽酸的玻璃棒

「尾氣處理用水或稀硫酸吸收

(5)Cb的實驗室制法

—原理MnO2+4HCl(濃)=^=MnCl2+Cl21+2H2O

一裝置類型固+液N-氣體

L排飽和食鹽水法

—收集方法——

I—向上排空氣法

一檢驗濕潤的淀粉-KI試紙

一凈化方法用飽和食鹽水除去HC1,再用

濃硫酸干燥

—尾氣處理用NaOH溶液吸收

2.實驗室制備氣體的發(fā)生裝置

反應(yīng)裝置類型反應(yīng)裝置圖注意事項

a.試管要干燥

￡b.試管口略低于試管底

固固加熱型C.加熱時先均勻加熱再固定加熱

d.用KMnCU制取。2時，需在試管口處

塞一小團棉花

爰a.燒瓶加熱時要墊石棉網(wǎng)

固液加熱型或液液加熱型?b.反應(yīng)物均為液體時，燒瓶內(nèi)要加碎瓷

金片或沸石

5

￡

<多孔塑料板

Ua.使用長頸漏斗時，要使長頸漏斗下端

插入液面以下

固液不加熱型或液液不加熱型--/

b.使用分液漏斗既可增強裝置的氣密

(

1性，又可控制加入液體的流速

3.常見氣體的收集方法

收集方法排水法向上排空氣法向下排空氣法

收集的氣體密度比空

收集的氣體密度比空氣

收集的氣體不與水氣大，且與空氣密度相

收集原理小，且與空氣密度相差較

反應(yīng)且難溶于水差較大，不與空氣中成

大，不與空氣中成分反應(yīng)

分反應(yīng)

4

收集裝置、昌

H2、。2、NO、CH4。2、82、NO2>SO2

適用的氣體H2、NH3等

等等

知識點二實驗裝置創(chuàng)新

1.“固（液）+液―一氣體”裝置的創(chuàng)新

圖A的改進優(yōu)點是能控制反應(yīng)液的溫度。

圖B的改進優(yōu)點是使圓底燒瓶和分液漏斗中的氣體壓強相等，便于液體順利流下。

2.百變的“啟普發(fā)生器，

.破底

大試管

銅絲

網(wǎng)隔板

啟普發(fā)生器(如圖a所示)

①用啟普發(fā)生器制取氣體的三個條件：塊狀固體與液體反應(yīng)；不需加熱；生成的氣體難溶于水。

②使用方法：使用時，打開導(dǎo)氣管上的旋塞，球形漏斗中的液體進入容器與固體反應(yīng)，氣體的流速可

用旋塞調(diào)節(jié)。停止使用時，關(guān)閉旋塞，容器中的氣體壓強增大，將液體壓回球形漏斗中，使液體和固體脫

離，反應(yīng)停止。

3.集氣裝置的創(chuàng)新一排液集氣裝置

裝置(I)從a管進氣b管出水可收集難溶于水的氣體，如Hz、Ch等。若將廣口瓶中的液體更換，還可

以收集以下氣體。

①飽和食鹽水——收集Cl2o

②飽和NaHCO3溶液——收集CO2o

③飽和NaHS溶液——收集H2SO

④四氯化碳——收集HC1或NH3O

裝置(II)儲氣式集氣。氣體從橡膠管進入，可將水由A瓶排入B瓶，在瓶A中收集到氣體。

4.化學(xué)實驗操作中的先后原則

⑴“從下往上”原則

以C12的實驗室制法為例，組裝發(fā)生裝置的順序是放好鐵架臺一擺好酒精燈一根據(jù)酒精燈位置固定好鐵

圈一墊上石棉網(wǎng)一固定好圓底燒瓶。

(2)“從左到右”原則

組裝復(fù)雜裝置應(yīng)遵循從左到右的原則，如氣體制取實驗中裝置連接順序為發(fā)生裝置一除雜裝置一集氣

裝置一尾氣吸收裝置。

⑶先“塞”后“定”原則

帶導(dǎo)管的塞子在燒瓶固定前塞好，以免燒瓶固定后因不宜用力而塞不緊或因用力過猛而損壞燒瓶。

(4)“固體先放，液體后加”原則

固體試劑應(yīng)在固定儀器前加入，而液體藥品在儀器固定后加入。如實驗室用MnCh和濃鹽酸制取Cb，

MnCh應(yīng)在燒瓶固定前裝入，而濃鹽酸應(yīng)在燒瓶固定后從分液漏斗中緩慢加入。

(5)“先驗氣密性”原則

進行與氣體有關(guān)的實驗時，應(yīng)在裝入藥品前進行氣密性檢查。

⑹“先驗純”原則

可燃性氣體在點燃前，必須先檢驗氣體的純度，否則可能會發(fā)生爆炸。

知識點三氣體的凈化和尾氣處理

1.氣體的凈化

(1)原理：酸性雜質(zhì)用堿性物質(zhì)吸收；堿性雜質(zhì)用酸性物質(zhì)吸收；易溶于水或能與水反應(yīng)的用水吸收;

還原性雜質(zhì)可用氧化性較強的物質(zhì)來吸收或轉(zhuǎn)化；氧化性雜質(zhì)可用還原性較強的物質(zhì)來吸收或轉(zhuǎn)化。

Q)裝置

(3)常見干燥劑

液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑

胃

裝置

:二韭三u

常見干燥劑濃硫酸(酸性、強氧化性)無水氯化鈣(中性)堿石灰(堿性)

不可干燥的氣體、等。、等

NHjsH2S>HBrHINH3CH2S>HC1

2.尾氣的處理

通常有毒和有污染的尾氣必須適當(dāng)處理。常見儀器裝置有:

(1)吸收溶解度較小的尾氣(如CL等)用A裝置。

(2)吸收溶解度較大的尾氣(如HC1、NH3等)用B或C裝置。

(3)CO等氣體可用點燃或收集于塑料袋(氣球)中的方法除去，如D裝置或E裝置。

3.氣體除雜原則

(1)不引入新的雜質(zhì)。如除去甲烷中的乙烯不能用酸性高鎰酸鉀溶液，因為酸性高錦酸鉀溶液氧化乙烯

會生成二氧化碳，又引入了新的雜質(zhì)。

(2)不減少被凈化氣體的量。如除去CO?中混有的S02，不能用NaOH溶液，而應(yīng)該用飽和NaHCCh溶

液。

4.氣體的凈化和尾氣處理操作的注意事項

(1)有氧化性的干燥劑(如濃硫酸)不能干燥有還原性的氣體(如H2S>HI等)。

⑵不能用無水CaCl2干燥NH3，因為無水CaCb與NH3能反應(yīng)。

(3)當(dāng)氣體中含有多種雜質(zhì)時，若采用洗氣裝置除雜，通常是除雜在前，干燥在后。若用加熱裝置除雜,

通常是干燥在前，除雜在后。3

(4)尾氣處理裝置應(yīng)與大氣相通，如圖所示裝置不能作為尾氣處理裝置。

5.常見改進的尾氣吸收裝置

D題型剖析

高頻考點一氣體的制備原理及發(fā)生裝置的選擇

例1.(2022?廣東卷)實驗室用Mn。？和濃鹽酸反應(yīng)生成C4后，按照凈化、收集、性質(zhì)檢驗及尾氣處

理的順序進行實驗。下列裝置(“一”表示氣流方向)不能達到實驗?zāi)康牡氖?/p>

【答案】D

【解析】濃鹽酸易揮發(fā)，制備的氯氣中含有HCL可用飽和食鹽水除去HC1,C12可用濃硫酸干燥，A

裝置能達到實驗?zāi)康?，故A不符合題意；氯氣的密度大于空氣，用向上排空氣法收集，B裝置能收集氯氣,

故B不符合題意；濕潤的紅布條褪色，干燥的紅色布條不褪色，可驗證干燥的氯氣不具有漂白性，故C不

符合題意；氯氣在水中的溶解度較小，應(yīng)用NaOH溶液吸收尾氣，D裝置不能達到實驗?zāi)康模蔇符合題

意；答案選D。

【變式探究】（2021.北京卷）實驗室制備下列氣體所選試劑、制備裝置及收集方法均正確的是

后制備收集

試劑

體裝置方法

C

KMnO4ad

2

Zn+稀

be

2H2so4

hCu+稀

bc

OHNO3

CCaCC)3+稀

bc

02H2s04

【答案】B

【解析】KMnCU是固體物質(zhì)，加熱分解產(chǎn)生02,由于02難溶于水，因此可以用排水方法或向上排空

氣的方法收集，故不可以使用a、d裝置制取和收集O2,A錯誤；Zn與H2s04發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生H2,塊狀

固體與液體反應(yīng)制取氣體，產(chǎn)生的H2難溶于水，因此可以用排水方法收集，故可以使用裝置b、e制取H2,

B正確；Cu與稀HNO3反應(yīng)產(chǎn)生NO氣體，NO能夠與02發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NO2氣體，因此不能使用排空氣的

方法收集，C錯誤；CaCCh與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的CaSCU、CO2氣體，CaSCU微溶于水，使制取CCh氣體不能

持續(xù)發(fā)生，因此不能使用該方法制取CO2氣體，D錯誤；故選B。

【變式探究】（2021.全國甲卷）實驗室制備下列氣體的方法可行的是（）

z氣體方法

A氨氣加熱氯化錢固體

B二氧化氮將鋁片加到冷濃硝酸中

C硫化氫向硫化鈉固體滴加濃硫酸

D氧氣加熱氯酸鉀和二氧化錦的混合物

【答案】D

【解析】實驗室可用加熱氫氧化鈣和氯化鏤固體的方法制氨氣，而不用加熱氯化鏤固體的方法制氨氣,

這是因為氯化鏤固體加熱生成氨氣和氯化氫，二者冷卻后又生成氯化鏤固體，A不符合題意；將鋁片加到

冷濃硝酸中會發(fā)生鈍化，在鋁片表面生成致密的氧化膜，阻止反應(yīng)進一步進行，故不能制得二氧化氮，B

不符合題意；向硫化鈉固體中滴加濃硫酸，濃硫酸有強氧化性，硫化鈉有強還原性，二者會發(fā)生氧化還原

反應(yīng)，不能生成硫化氫氣體，C不符合題意；加熱氯酸鉀和二氧化鋅的混合物，由于二氧化銃的催化作用，

可加快氯酸鉀的分解，從而制得氧氣，D符合題意。

2.（2021.全國乙卷）在實驗室采用如圖裝置制備氣體，合理的是（）

/化學(xué)試劑制備的氣體

A（）

CaOH2+NH4ClNH3

BMnCh+HCl（濃）C12

CMn02+KC10302

DNaCl+H2SC）4（濃）HC1

【答案】C

【解析】氨氣的密度小于空氣，氨氣需要用向下排空氣法收集，A不合理；由題給裝置圖可知，該實

驗裝置可用于固固加熱型反應(yīng)，而濃鹽酸是液體，所以不能用該裝置制備C12,B不合理；KCICh受熱分解

制備氧氣屬于固固加熱型，且氧氣的密度大于空氣，可用向上排空氣法收集，C合理；由題給裝置圖可知，

該實驗裝置可用于固固加熱型反應(yīng)，而濃硫酸是液體，所以不能用該裝置制備HC1,D不合理。

【變式探究】（2020?江蘇卷）實驗室以CaCO3為原料，制備CCh并獲得CaCb.6七0晶體。下列圖

示裝置和原理不能達到實驗?zāi)康牡氖?/p>

【答案】D

【解析】碳酸鈣盛放在錐形瓶中，鹽酸盛放在分液漏斗中，打開分液漏斗活塞，鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)生

成氯化鈣、二氧化碳和水，故A正確；二氧化碳密度比空氣大，用向上排空氣法收集二氧化碳氣體，故B

正確；加入的鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)后，部分碳酸鈣未反應(yīng)完，碳酸鈣是難溶物，因此用過濾的方法分離，故C

正確；CaCb6H2O易失去結(jié)晶水，因此不能通過加熱蒸發(fā)皿得到，可由氯化鈣的熱飽和溶液冷卻結(jié)晶析出

六水氯化鈣結(jié)晶物，故D錯誤。綜上所述，答案為D。

高頻考點二無機物制備

例2.（2022?湖北卷）高技術(shù)領(lǐng)域常使用高純試劑。純磷酸（熔點為42℃,易吸潮）可通過市售85%磷酸

溶液減壓蒸儲除水、結(jié)晶除雜得到，純化過程需要嚴(yán)格控制溫度和水分，溫度低于21℃易形成

2H3PO4-1<20（熔點為30℃）,高于100℃則發(fā)生分子間脫水生成焦磷酸等。某興趣小組為制備磷酸晶體設(shè)

計的實驗裝置如下（夾持裝置略）:

回答下列問題：

（1）A的名稱是。B的進水口為（填“a”或"b”）。

（2）P2O5的作用是o

（3）空氣流入毛細管的主要作用是防止___________,還具有攪拌和加速水逸出的作用。

（4）升高溫度能提高除水速度，實驗選用水浴加熱的目的是。

（5）磷酸易形成過飽和溶液，難以結(jié)晶，可向過飽和溶液中加入促進其結(jié)晶。

（6）過濾磷酸晶體時，除了需要干燥的環(huán)境外，還需要控制溫度為（填標(biāo)號）。

A.<20℃B.30?35℃C.42~100℃

（7）磷酸中少量的水極難除去的原因是。

【答案】（1）圓底燒瓶b（2）干燥氣體（3）溶液沿毛細管上升

（4）使溶液受熱均勻（5）磷酸晶體（6）C（7）磷酸可與水分子間形成氫鍵

【解析】空氣通過氯化鈣除水，經(jīng)過安全瓶后通過濃硫酸除水，然后通過五氧化二磷，干燥的空氣流

入毛細管對燒瓶中的溶液進行攪拌，同時還具有加速水逸出和防止溶液沿毛細管上升的作用，將85%磷酸

溶液進行減壓蒸儲除水、結(jié)晶除雜得到純磷酸。

（1）由儀器構(gòu)造可知，儀器A為圓底燒瓶，儀器B為直形冷凝管，泠凝水應(yīng)從b口近、a口出，形

成逆流冷卻，使冷卻效果更好。

（2）純磷酸制備過程中要嚴(yán)格控制溫度和水分，因此五氧化二磷的作用為干燥氣體。

（3）空氣流入毛細管可以對燒瓶中的溶液進行攪拌，使受熱均勻，同時還具有加速水逸出和防止溶液

沿毛細管上升的作用。

（4）升高溫度能提高除水速度，而純磷酸制備過程中要嚴(yán)格控制溫度，水浴加熱可以避免直接加熱造

成的過度劇烈與溫度的不可控性，使溶液受熱均勻。

（5）過飽和溶液暫時處于亞穩(wěn)態(tài)，當(dāng)加入一些固體的晶體或晃動時可使此狀態(tài)失去平衡，過多的溶質(zhì)

就會結(jié)晶，因此可向磷酸的過飽和溶液中加入磷酸晶體促進其結(jié)晶。

（6）純磷酸純化過程中，溫度低于21℃易形成2H3P0/1<20（熔點為30℃）,高于100℃則發(fā)生分子

間脫水生成焦磷酸，純磷酸的熔點為42℃,因此過濾磷酸晶體時，除了需要干燥的環(huán)境外，還需要控制溫

度為42?100℃,故選C。

O

（7）磷酸的結(jié)構(gòu)式為：HO-P-OH-分子中含羥基，可與水分子間形成氫鍵，因此磷酸中少量的水極難

I

OH

除去。

【變式探究】（2022?湖南卷）某實驗小組以BaS溶液為原料制備BaCU^H2。，并用重量法測定產(chǎn)品

中BaCl2-2H2O的含量。設(shè)計了如下實驗方案：

可選用試劑：NaCl晶體、BaS溶液、濃HzS。,、稀HzS。,、CuSC\溶液、蒸儲水

步驟LBaCU^H2。的制備

按如圖所示裝置進行實驗，得到BaC%溶液，經(jīng)一系列步驟獲得BaC12HQ產(chǎn)品。

步驟2,產(chǎn)品中BaCU^H,。的含量測定

①稱取產(chǎn)品。.5000g,用100mL水溶解，酸化，加熱至近沸;

②在不斷攪拌下，向①所得溶液逐滴加入熱的0100mol-L」H2sO4溶液,

③沉淀完全后，60℃水浴40分鐘，經(jīng)過濾、洗滌、烘干等步驟，稱量白色固體，質(zhì)量為0.4660g。

回答下列問題：

(1)I是制取氣體的裝置，在試劑a過量并微熱時，發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為；

(2)I中b儀器的作用是；口中的試劑應(yīng)選用；

(3)在沉淀過程中，某同學(xué)在加入一定量熱的H?SO4溶液后，認為沉淀已經(jīng)完全，判斷沉淀已完全的

方法是；

(4)沉淀過程中需加入過量的H?SO4溶液，原因是；

(5)在過濾操作中，下列儀器不需要用到的是(填名稱)；

(6)產(chǎn)品中BaCl2心上。的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(保留三位有效數(shù)字)。

【答案】(1)HC1H2SO4(^)+NaCl=NaHSO4+HClT

(2)防止倒吸CuSO4溶液

(3)靜置，取上層清液于一潔凈試管中，繼續(xù)滴加硫酸溶液，無白色沉淀生成，則已沉淀完全

(4)使領(lǐng)離子沉淀完全

(5)錐形瓶(6)97.6%

【解析】裝置I中濃硫酸和氯化鈉共熱制備HC1,裝置II中氯化氫與BaS溶液反應(yīng)制備BaCl2-2H2O,

裝置III中硫酸銅溶液用于吸收生成的H2S,防止污染空氣。

（1）由分析可知，裝置I為濃硫酸和氯化鈉共熱制取HC1氣體的裝置，在濃硫酸過量并微熱時，濃硫

微執(zhí)

酸與氯化鈉反應(yīng)生成硫酸氫鈉和氯化氫，發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H2s04（濃）+NaCl.

NaHSO4+HClTo

（2）氯化氫極易溶于水，裝置n中b儀器的作用是：防止倒吸；裝置II中氯化氫與BaS溶液反應(yīng)生

成H2S,H2s有毒，對環(huán)境有污染，裝置HI中盛放CuSO4溶液，用于吸收H2S。

（3）硫酸與氯化鋼反應(yīng)生成硫酸/沉淀，因此判斷沉淀已完全的方法是靜置，取上層清液于一潔凈試

管中，繼續(xù)滴加硫酸溶液，無白色沉淀生成，則已沉淀完全。

（4）為了使釧離子沉淀完全，沉淀過程中需加入過量的硫酸溶液。

（5）過濾用到的儀器有：鐵架臺、燒杯、漏斗、玻璃棒，用不到錐形瓶。

0.4660g

（6）由題意可知，硫酸鋼的物質(zhì)的量為：，\=0.002mol,依據(jù)/原子守恒，產(chǎn)品中BaCb2H2O

233g/mol

0.488g

的物質(zhì)的量為0.002mol,質(zhì)量為0.002molx244g/mol=0.488g,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：二*100%=97.6%。

0.5000g

【變式探究】（2022?遼寧卷）H2。？作為綠色氧化劑應(yīng)用廣泛，氫醍法制備H2。？原理及裝置如下：

已知：H2O,HX等雜質(zhì)易使Ni催化劑中毒?；卮鹣铝袉栴}:

（1）A中反應(yīng)的離子方程式為。

（2）裝置B應(yīng)為（填序號）。

(3)檢查裝置氣密性并加入藥品，所有活塞處于關(guān)閉狀態(tài)。開始制備時，打開活塞，控

溫45℃。一段時間后，僅保持活塞b打開，抽出殘留氣體。隨后關(guān)閉活塞b,打開活塞,繼續(xù)

反應(yīng)一段時間。關(guān)閉電源和活塞，過濾三頸燒瓶中混合物，加水萃取，分液，減壓蒸儲，得產(chǎn)品。

(4)裝置F的作用為0

(5)反應(yīng)過程中，控溫45℃的原因為o

(6)氫醍法制備H2。？總反應(yīng)的化學(xué)方程式為o

(7)取2.50g產(chǎn)品，加蒸儲水定容至100mL搖勻。取20.00mL于維形瓶中，用0.0500mol-L-i酸性

KMnC)4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。平行滴定三次，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積分別為19.98mL、20.90mL>20.02mL。假

設(shè)其他雜質(zhì)不干擾結(jié)果，產(chǎn)品中H2。？質(zhì)量分?jǐn)?shù)為o

【答案】(1)Zn+2H+=Zi?++H2個(2)③①(3)a、bc、d

(4)防止外界水蒸氣進入C中使催化劑中毒

(5)適當(dāng)升溫加快反應(yīng)速率，同時防止溫度過高H2。？分解

Ni

(6)H+0H0(7)17%

22乙基慈醍22

【解析】從H2。？的制備原理圖可知，反應(yīng)分兩步進行，第一步為H?在Ni催化作用下與乙基蔥醒反

應(yīng)生成乙基蔥醇，第二步為。2與乙基蔥醇反應(yīng)生成H2O2和乙基慈醒。啟普發(fā)生器A為制取H2的裝置，

產(chǎn)生的H?中混有HC1和H2。，需分別除去后進入C中發(fā)生第一步反應(yīng)。隨后氧氣源釋放的氧氣經(jīng)D干燥

后進入C中發(fā)生反應(yīng)生成Hz。？和乙基慈醍，F(xiàn)中裝有濃H2S。*與C相連，防止外界水蒸氣進入C中，

使催化劑Ni中毒。

(1)A中鋅和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為Zn+2H+=Zn2++H2T；

(2)H2O,HX等雜質(zhì)易使Ni催化劑中毒，需分別通過裝有飽和食鹽水和濃H?SO4的洗氣瓶除去，

所以裝置B應(yīng)該選③①;

（3）開始制備時，打開活塞a、b,A中產(chǎn)生的H2進入C中，在Ni催化作用下與乙基慈醍反應(yīng)生成

乙基蔥醇，一段時間后，關(guān)閉a,僅保持活塞b打開，將殘留H2抽出，隨后關(guān)閉活塞b,打開活塞c、d,

將。2通入C中與乙基蔥醇反應(yīng)生成H2O2和乙基慈醍。

（4）H2。容易使Ni催化劑中毒，實驗中需要保持C裝置為無水環(huán)境，F(xiàn)的作用為防止外界水蒸氣進

入C中。

（5）適當(dāng)升溫加快反應(yīng)速率，同時防止溫度過高H2。？分解，所以反應(yīng)過程中控溫45℃；

（6）第一步為H?在Ni催化作用下與乙基蔥醍反應(yīng)生成乙基慈醇，第二步為。2與乙基K醇反應(yīng)生成

Ni

I1?。？和乙基K酸，總反應(yīng)為Hz+O?乙基慈釀凡02。

（7）滴定反應(yīng)的離子方程式為2MnC>4+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2T+8H2。，可得關(guān)系式:

2KMnO4:5H2。2。三組數(shù)據(jù)中20.90mL偏差較大，舍去，故消耗酸性高鋸酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為

31100mL1

…cTTTc一口八w20x10LX0.0500mol-L-x-xx34g-moV

0

20.00mL,H2O2的質(zhì)重分?jǐn)?shù)w_____________________________220mL___________xlOO%=17%

-2.50g-

高頻考點三有機物的制備

例3.（2021?湖南卷）1-丁醇、澳化鈉和70%的硫酸共熱反應(yīng)，經(jīng)過回流、蒸儲、萃取分液制得1-澳丁

烷粗產(chǎn)品，裝置如圖所示:

已知：CH3(CH2)3OH+NaBr+H2SO4CH3(CH2)3Br+NaHSO4+H2O

下列說法正確的是（）

A.裝置I中回流的目的是為了減少物質(zhì)的揮發(fā)，提高產(chǎn)率

B.裝置II中a為進水口，b為出水口

C.用裝置HI萃取分液時，將分層的液體依次從下放出

D.經(jīng)裝置皿得到的粗產(chǎn)品干燥后，使用裝置n再次蒸館，可得到更純的產(chǎn)品

【答案】AD

【解析】根據(jù)題意1-丁醇、澳化鈉和70%的硫酸在裝置I中共熱發(fā)生

CH3(CH2)3OH+NaBr+H2SO4CH3(CH2)3Br+NaHSO4+H2O得至ij含O^CCHJOH、CH3(CH2)3Br、

NaHSCU、NaBr、H2sO4的混合物，混合物在裝置II中蒸儲得到和（^《血網(wǎng)的混合物，在

裝置III中用合適的萃取劑萃取分液得Cl^CHJBr粗產(chǎn)品。濃硫酸和NaBr會產(chǎn)生HBr,I-丁醇以及濃硫酸

和NaBr產(chǎn)生的HBr均易揮發(fā)，用裝置I回流可減少反應(yīng)物的揮發(fā)，提高產(chǎn)率，A正確；冷凝水應(yīng)下進上出，

裝置II中b為進水口，a為出水口，B錯誤；用裝置HI萃取分液時，將下層液體從下口放出，上層液體從上

口倒出，c錯誤；由題意可知經(jīng)裝置m得到粗產(chǎn)品，由于粗產(chǎn)品中各物質(zhì)沸點不同，再次進行蒸儲可得到更

純的產(chǎn)品，D正確；故選AD。

【變式探究】（2021?湖北卷）某興趣小組為制備1—氯一2—甲基丙烷（沸點69℃）,將2—甲基一1—丙

醇和POCb溶于CH2c12中，加熱回流（伴有HC1氣體產(chǎn)生）。反應(yīng)完全后倒入冰水中分解殘余的POCb,分

液收集CH2cb層，無水MgSCU干燥，過濾、蒸情后得到目標(biāo)產(chǎn)物。上述過程中涉及的裝置或操作錯誤的是

【解析】將2-甲基-1-丙醇和POCb溶于盛在三口燒瓶中的CH2c12中，攪拌、加熱回流（反應(yīng)裝置中的

球形冷凝管用于回流），制備產(chǎn)物，A項正確；產(chǎn)生的HC1可用NaOH溶液吸收，但要防止倒吸，導(dǎo)氣管不

能直接插入NaOH溶液中，B項錯誤；分液收集CH2c12層需用到分液漏斗，振搖時需將分液漏斗倒轉(zhuǎn)過來,

C項正確；蒸儲時需要用溫度計控制溫度，冷凝水從下口進、上口出，D項正確；故選B。

【變式探究】（2020?全國II卷）苯甲酸可用作食品防腐劑。實驗室可通過甲苯氧化制苯甲酸，其反應(yīng)原理

簡示如下:

COOK

+M11O2

+KC1

名稱相對分子質(zhì)量熔點/℃沸點/℃密度/(g?mL—1)溶解性

不溶于水，易溶

甲苯92-95110.60.867

于乙醇

122.4(100℃左微溶于冷水，易

苯甲酸122248—

右開始升華)溶于乙醇、熱水

實驗步驟：

⑴在裝有溫度計、冷凝管和攪拌器的三頸燒瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g(約0.03mol)高鎰

酸鉀，慢慢開啟攪拌器，并加熱回流至回流液不再出現(xiàn)油珠。

(2)停止加熱，繼續(xù)攪拌，冷卻片刻后，從冷凝管上口慢慢加入適量飽和亞硫酸氫鈉溶液，并將反應(yīng)混

合物趁熱過濾，用少量熱水洗滌濾渣。合并濾液和洗滌液，于冰水浴中冷卻，然后用濃鹽酸酸化至苯甲酸

析出完全。將析出的苯甲酸過濾，用少量冷水洗滌，放在沸水浴上干燥。稱量，粗產(chǎn)品為1.0g。

(3)純度測定：稱取0.122g粗產(chǎn)品，配成乙醇溶液，于100mL容量瓶中定容。每次移取25.00mL溶液,

用0.01000mol-L-1的KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，三次滴定平均消耗21.50mL的KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。

回答下列問題：

(1)根據(jù)上述實驗藥品的用量，三頸燒瓶的最適宜規(guī)格為(填標(biāo)號)。

A.100mLB.250mL

C.500mLD.1000mL

(2)在反應(yīng)裝置中應(yīng)選用冷凝管(填“直形”或“球形”)，當(dāng)回流液不再出現(xiàn)油珠即可判斷反應(yīng)已完

成，其判斷理由是o

(3)加入適量飽和亞硫酸氫鈉溶液的目的是；該步驟亦可用草

酸在酸性條件下處理，請用反應(yīng)的離子方程式表達其原理o

(4)“用少量熱水洗滌濾渣”一步中濾渣的主要成分是。

(5)干燥苯甲酸晶體時，若溫度過高，可能出現(xiàn)的結(jié)果是0

(6)本實驗制備的苯甲酸的純度為；據(jù)此估算本實驗中苯甲酸的產(chǎn)率最接近于(填標(biāo)號)。

A.70%B.60%

C.50%D.40%

(7)若要得到純度更高的苯甲酸，可通過在水中的方法提純。

【解析】⑴三頸燒瓶中力口入1.5mL甲苯、100mL水和4.8gKMnO4,所加液體體積不能超過三頸燒瓶

容積的東即三頸燒瓶的最適宜規(guī)格應(yīng)為250mLo(2)球形冷凝管可使氣體冷卻回流，讓反應(yīng)更為徹底，冷

凝效果更好，故應(yīng)選用球形冷凝管；由于甲苯是不溶于水的油狀液體，當(dāng)回流液中不再出現(xiàn)油狀液體時，

說明甲苯已經(jīng)完全被氧化為苯甲酸鉀。(3)取用甲苯質(zhì)量為1.5mLxO.867gmL^1.3g,其物質(zhì)的量約為0.014

mob實驗中加入的KMnCU過量，NaHSCh具有還原性，可用NaHSCh溶液除去過量的KMnCU，避免在用

濃鹽酸酸化時，KMnCU與鹽酸反應(yīng)生成有毒的Cb;用草酸在酸性條件下處理過量的KMnCU溶液，發(fā)生反

應(yīng)的離子方程式為2MnO1+5H2c2O4+6H+=2Mn2++10CO2f+8H20。(4)根據(jù)題給制備苯甲酸的第一步反

應(yīng)可知，用少量熱水洗滌的濾渣為MnCh。(5)因苯甲酸在100℃左右開始升華，若干燥時溫度過高，可能導(dǎo)

-3

致部分苯甲酸升華而損失。(6)根據(jù)C6H5coOH+KOH—>C6H5COOK+H2O,可知25.00x10

Lxc(C6H5coOH)=2L50xl(T3LxO.01000mol-L-1,解得c(C6H5coOH)=0.0086mol-L1,故樣品中苯甲酸

山”心“0.0086mol-L_1x0.1Lxl22g-mol-1e*,一人③

的純度為------------O]22。-----------------xl00%=86.0%；0.014mol甲苯理論上可生成0.014mol苯甲酸,

其質(zhì)量為0。14moixl22g-moir=1.708g,則苯甲酸的產(chǎn)率為當(dāng)勰^xl00%u50%,故C項正確。(7)由

于苯甲酸微溶于冷水，易溶于熱水，若要得到純度更高的苯甲酸，可通過在水中重結(jié)晶的方法提純。

【答案】⑴B

(2)球形無油珠說明不溶于水的甲苯已經(jīng)被完全氧化

(3)除去過量的高鋅酸鉀，避免在用鹽酸酸化時，產(chǎn)生氯氣2MnO4+5H2c2O4+6H+-2Mn2++10CO2f

+8H2O

(4)MnO2

(5)苯甲酸升華而損失

(6)86.0%C

(7)重結(jié)晶

高頻考點四表格型實驗設(shè)計的評價與分析

例4.(2022.浙江卷)下列方案設(shè)計、現(xiàn)象和結(jié)論有不E螂的是

目的方案設(shè)計現(xiàn)象和結(jié)論

A檢驗硫酸用注射器多次抽取空氣，慢慢注入盛有酸性溶液不變色，說明空氣中

廠周邊空氣中KMnCU稀溶液的同一試管中，觀察溶液顏色變不含二氧化硫

是否含有二氧化

化硫

鑒定某涂取涂改液與KOH溶液混合加熱充分反應(yīng)，

出現(xiàn)白色沉淀，說明涂改

B改液中是否存取上層清液，硝酸酸化，加入硝酸銀溶液，觀察

液中存在含氯化合物

在含氯化合物現(xiàn)象

檢驗牙膏將適量牙膏樣品與蒸t留水混合，攪拌，靜置

溶液出現(xiàn)絳藍色，說明牙

C中是否含有甘一段時間，取上層清液，加入新制的CU(OH)2,

膏中含有甘油

油振蕩，觀察現(xiàn)象

鑒別食鹽各取少量固體加水溶解，分別滴加含淀粉的溶液變藍色的為亞硝酸

D

與亞硝酸鈉KI溶液，振蕩，觀察溶液顏色變化鈉；溶液不變藍的為食鹽

【答案】D

【解析】二氧化硫具有還原性，酸性KMnO4稀溶液具有氧化性，兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成無色的

Mn2+,若溶液不變色，說明空氣中不含二氧化硫，A正確；涂改液與KOH溶液混合加熱可得KC1于溶液中，

取上層清液，硝酸酸化，加入硝酸銀溶液，出現(xiàn)白色沉淀，證明有氯元素存在，B正確；甘油能夠與新制的

Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)生成絳藍色溶液，所以可用新制的Cu(0H)2懸濁液檢驗甘油，C正確；亞硝酸鈉在酸性

條件下具有氧化性，滴加含淀粉的酸性KI溶液，生成了碘單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為：2NO2-+21+4H+=

2NO+I2+2H2O,該實驗沒有酸化，D錯誤；故選D。

【變式探究】(2022.浙江卷)亞硝酸鈉俗稱“工業(yè)鹽”，其外觀、口感與食鹽相似，人若誤服會中毒。

現(xiàn)將適量某樣品(成分為亞硝酸鈉或氯化鈉)溶于水配成溶液，分別取少量該溶液于試管中進行實驗。下列方

案設(shè)計、現(xiàn)象和結(jié)論都正確的是

方案設(shè)計現(xiàn)象和結(jié)論

先加入少量KC1O3溶液，再加AgNO3溶液和足量稀硝若產(chǎn)生白色沉淀，則樣品為亞

A

酸，振蕩硝酸鈉

若溶液褪色，則樣品為亞硝酸

B加到少量KMnC>4溶液中，再加硫酸酸化，振蕩

鈉

若溶液變黃色，則樣品為亞硝

C先加到少量FeCl2溶液中，再加入稀鹽酸酸化，振蕩

酸鈉

先加入少量Na2sO3溶液，再加入BaC%溶液和稀硝酸，若產(chǎn)生白色沉淀，則樣品為亞

D

振蕩硝酸鈉

【答案】c

【解析】KC1O3與亞硝酸鈉會發(fā)生反應(yīng)：KClO3+3NaNO2=KCl+